Einrichtung zum Behandeln von staub- und pulverförmigen Materialien
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Behandeln von staub- und pulverförmigen Materialien, die mittels einer Zufuhrschnecke einer Misch- und Kneteinrichtung mit rotierender und hin und her gehender Welle zugeführt, mit dieser durchmischt, verdichtet, geknetet und gefördert werden.
Die Einrichtung eignet sich insbesondere zur Behandlung von Kunststoffen, wie PVC, speziell Hart-PVC, mit Lösungsmittel angeriebenen Farbstoffen usw.
Bei Kunststoff und Gummi verarbeitenden Maschinen liegt eine der Schwierigkeiten darin, dass eine vollständige Homogenisierung der Masse nur durch eine intensive Durchknetung und Durchmischung zu erreichen ist. Dies ist jedoch nur dann durchführbar, wenn die in der Masse eingeschlossenen Gase ausgetrieben werden. Zum Entgasen von plastischen Kunststoff- oder Gummi-Massen hat man bereits vorgeschlagen, in der Misch- und Kneteinrichtung Druckgas durchlassende Schichten in Form von Lamellenpaketen anzuordnen.
Die Verwendung von Lamellen ist jedoch umständlich und teuer, so dass dieser Vorschlag keine grosse Verbreitung fand.
Ferner ist es bekannt, Entgasungskammern zu verwenden, welche mit einer Vakuumpumpe mit Kondensatabscheider in Verbindung stehen. Eine weitere Lösung zum Freimachen der Gase besteht darin, indem das Produkt einem schroffen Druckabfall unterzogen wird, was mittels eines Stauringes geschehen kann. Zwischen Stauring und Welle tritt das Produkt in dünner Schicht aus und weist eine grosse Oberfläche und damit eine einigermassen gute Entgasung auf. Wenn sich jedoch diese dünne Schicht infolge ihrer Elastizität wieder zusammenzieht, so wird die Entgasung schwierig.
Zweck der Erfindung ist, die genannten Nachteile zu beheben und eine sehr einfache und wirksame Lösung vorzuschlagen. Dieses Ziel wird durch eine Einrichtung eingangs beschriebener Art erreicht, bei welcher das Gehäuse eine Sintermetallauskleidung aufweist, die aussen an eine Vakuum- oder Druckquelle anschliessbar ist. In dieser Weise wird die Entgasung auf einer relativ grossen Oberfläche durchgeführt, so dass ein schonendes Ausdampfen erfolgt.
Auf beiliegender Zeichnung ist ein Ausführungsbei spiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 den linken Teil der Einrichtung mit Zufuhreinrichtung im Vertikalschnitt und
Fig. 2 den anschliessenden Austragteil der Einrichtung, ebenfalls im Vertikalschnitt.
Die Einrichtung zum Behandeln von staub- und pulverförmigen Materialien weist eine horizontale Misch- und Kneteinrichtung 1 und eine vertikale Zufuhreinrichtung 2 auf. Die Misch- und Kneteinrichtung 1 ist mit einem zylindrischen Gehäuse 3 versehen, in welchem eine rotierende und hin und her gehende Welle 4 angeordnet ist. Die Welle 4 trägt einen Schneckengang 5, welcher im Bereiche der Zufuhreinrichtung 2 ununterbrochen ausgeführt ist und anschliessend aus unterbrochenen Gangteilen 6 besteht. Die unterbrochenen Gangteile 6 arbeiten mit Knetzähnen 7 zusammen, die sich durch die Wand des Gehäuses 1 erstrecken und in den Behandlungsraum 8 des Gehäuses 3 hineinragen.
Es ist bei dieser Misch- und Kneteinrichtung besonders vorteilhaft, dass das Mischen und Kneten und die Bewegung des Guts vorwiegend zwischen den Gangteilen 6 und den Knetzähnen 7 erfolgt. Daher ist die Knetraumwandung im Vergleich zu einer Maschine mit durchgehender Schnecke viel weniger belastet.
Zum Antrieb der Welle 4 dient ein Elektromotor mit Getriebe, welche Teile im Gehäuse 9 untergebracht sind. Das Gehäuse 3 weist eine seitliche Eintrittsöffnung 10 für das zu behandelnde Gut und eine zentrale, sich konisch verjüngende Austrittsöffnung 11 mit Schliesseinrichtung 15 auf.
Die der Austrittsöffnung 11 zugekehrte Hälfte des Gehäuses 3 ist inwendig mit einer Sintmetallauskleidung versehen, welche aus aneinandergereihten Sintermetallringen 12 besteht. Die äussere Oberfläche der Sinter- metallringe ist mit je einem Ringkanal 13 ausgerüstet, wobei im Bereiche jedes einzelnen Ringkanals eine nach aussen führende Entlüftungsbohrung 14 vorhanden ist.
Die Bohrungen 14 sind über eine nicht gezeigte gemeinsame Leitung an eine Vakuumquelle angeschlossen.
In der axialen Fortsetzung der Schneckenwelle 4 ist eine Schliesseinrichtung 15 angeordnet, welche einen verschiebbaren und gleichzeitig drehbaren Schliessdorn 16 besitzt, dessen Schliessende gegen die Austrittsöffnung 11 des Behandlungsraumes 8 gerichtet ist. Die Schliesseinrichtung kann so ausgebildet sein, dass der Schliessdorn einerseits mit einem im Öffnungssinne wirkenden Spann- organ versehen ist und anderseits unter Wirkung eines Arretierorgans steht, das beim Erreichen eines vorbestimmten Axialdruckes die Verschiebung des Schliess- dornes im Öffnungssinne bewirkt. In dieser Weise wird sichergestellt, dass der Behandlungsraum beim Anfahren gut gefüllt wird, so dass die gewünschte Reaktion anspringen kann. Anschliessend erfolgt die plötzliche Freigabe der Austrittsöffnung 11, wodurch ein Abreissen der Reaktion verhindert wird.
Die Zufuhreinrichtung 2 ist nur teilweise gezeichnet.
Sie weist ein vertikales Gehäuse 17 auf, welches mit dem Flansch 18 der Eintrittsöffnung 10 verbunden ist.
Im Gehäuse 17 ist eine Förderschnecke 19 untergebracht, welche von einem nicht gezeigten Motor über ein Winkelgetriebe angetrieben wird. Das untere Ende der Zufuhreinrichtung 2 weist einen Entgasungseinsatz 20 auf, welcher ein zylindrisches Gehäuse 21 mit radialem Stutzen 22 besitzt. Dieser wird an eine Vakuumoder Druckquelle angeschlossen. Im Gehäuse 21 befindet sich ein Filterkörper 23 aus porösem Material.
In diesem Raum 24 kann eine Vorentgasung erfolgen.
Es soll betont werden, dass mittels der beschriebenen Einrichtung nicht nur ein Entgasen, sondern auch ein Entwässern der zu behandelnden Materialien erfolgen kann. Ferner kann die beschriebene Einrichtung auch in umgekehrter Weise zur Zuführung einer Gasphase in die zu behandelnden Materialien oder zum Zuführen einer Flüssigkeit in feinster Verteilung dienen. Es ist immer eine relativ grosse wirksame Oberfläche zum Entgasen bzw. zur Zuführung einer Gas- oder Flüssigkeitsphase vorhanden. Da die Sintermetallringe in einfacher Weise gewechselt werden können, ergibt sich die Möglichkeit der einfachen Reinigung derselben. Je nach zu behandelnden Materialien werden Sintermetaliringe von verschiedener Porosität gebraucht, so dass in jedem Falle eine optimale Wirkung erzielt werden kann.
Die beschriebene Einrichtung ist ausserordentlich einfach und wirkungsvoll, wobei insbesondere auf die schonendste Behandlung der Materialien Wert gelegt wurde.
Device for handling dusty and powdery materials
The present invention relates to a device for treating dusty and powdery materials, which are fed by means of a feed screw to a mixing and kneading device with a rotating and reciprocating shaft, mixed with it, compacted, kneaded and conveyed.
The device is particularly suitable for the treatment of plastics such as PVC, especially rigid PVC, dyes rubbed with solvents, etc.
One of the difficulties with plastic and rubber processing machines is that a complete homogenization of the mass can only be achieved through intensive kneading and mixing. However, this is only feasible if the gases enclosed in the mass are expelled. For degassing plastic or rubber masses, it has already been proposed to arrange layers permeable to compressed gas in the form of lamellar stacks in the mixing and kneading device.
However, the use of lamellas is laborious and expensive, so that this proposal was not widely used.
It is also known to use degassing chambers which are connected to a vacuum pump with a condensate separator. Another solution for releasing the gases consists in subjecting the product to a sharp drop in pressure, which can be done by means of a dam ring. The product emerges in a thin layer between the dam ring and the shaft and has a large surface area and therefore reasonably good degassing. However, when this thin layer contracts again due to its elasticity, degassing becomes difficult.
The purpose of the invention is to remedy the disadvantages mentioned and to propose a very simple and effective solution. This goal is achieved by a device of the type described at the outset, in which the housing has a sintered metal lining that can be connected to a vacuum or pressure source on the outside. In this way, the degassing is carried out on a relatively large surface, so that a gentle evaporation takes place.
In the accompanying drawing, an exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown, namely show:
Fig. 1 shows the left part of the device with feed device in vertical section and
2 the subsequent discharge part of the device, also in vertical section.
The device for treating dusty and powdery materials has a horizontal mixing and kneading device 1 and a vertical feed device 2. The mixing and kneading device 1 is provided with a cylindrical housing 3 in which a rotating and reciprocating shaft 4 is arranged. The shaft 4 carries a worm thread 5, which is designed to be uninterrupted in the region of the feed device 2 and then consists of interrupted thread parts 6. The interrupted passage parts 6 work together with kneading teeth 7, which extend through the wall of the housing 1 and protrude into the treatment space 8 of the housing 3.
With this mixing and kneading device, it is particularly advantageous that the mixing and kneading and the movement of the material take place predominantly between the gear parts 6 and the kneading teeth 7. The wall of the kneading chamber is therefore much less stressed than in a machine with a continuous screw.
An electric motor with gear, which parts are housed in the housing 9, is used to drive the shaft 4. The housing 3 has a lateral inlet opening 10 for the material to be treated and a central, conically tapering outlet opening 11 with a closing device 15.
The half of the housing 3 facing the outlet opening 11 is internally provided with a sintered metal lining, which consists of sintered metal rings 12 arranged in a row. The outer surface of the sintered metal rings is each equipped with an annular channel 13, a vent hole 14 leading to the outside being present in the area of each individual annular channel.
The bores 14 are connected to a vacuum source via a common line (not shown).
In the axial continuation of the worm shaft 4 a closing device 15 is arranged which has a displaceable and at the same time rotatable closing mandrel 16, the closing end of which is directed towards the outlet opening 11 of the treatment room 8. The locking device can be designed in such a way that the locking pin is on the one hand provided with a tensioning element acting in the opening direction and on the other hand is under the action of a locking element which causes the locking pin to be displaced in the opening direction when a predetermined axial pressure is reached. This ensures that the treatment room is well filled when it starts up so that the desired reaction can start. This is followed by the sudden release of the outlet opening 11, which prevents the reaction from breaking off.
The feed device 2 is only partially drawn.
It has a vertical housing 17 which is connected to the flange 18 of the inlet opening 10.
A screw conveyor 19 is accommodated in the housing 17 and is driven by a motor, not shown, via an angular gear. The lower end of the feed device 2 has a degassing insert 20 which has a cylindrical housing 21 with a radial connection 22. This is connected to a vacuum or pressure source. In the housing 21 there is a filter body 23 made of porous material.
Pre-degassing can take place in this space 24.
It should be emphasized that not only degassing, but also dewatering of the materials to be treated can take place by means of the device described. Furthermore, the device described can also be used in reverse for feeding a gas phase into the materials to be treated or for feeding a liquid in extremely fine distribution. There is always a relatively large effective surface for degassing or for supplying a gas or liquid phase. Since the sintered metal rings can be changed in a simple manner, there is the possibility of simple cleaning of the same. Depending on the materials to be treated, sintered metal rings of different porosity are required so that an optimal effect can be achieved in each case.
The device described is extremely simple and effective, with particular emphasis on the most gentle treatment of the materials.